Номер 230, страница 60 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

230. Рассчитайте объем (н. у.) этилена, вступившего в реакцию гидрирования, если в результате реакции образовался этан массой 45 г.

Дано:

Масса этана $m(\text{C}_2\text{H}_6) = 45 \text{ г}$

Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

Объем этилена $V(\text{C}_2\text{H}_4)$ — ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции гидрирования этилена (присоединения водорода), в результате которой образуется этан:

$\text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2 \xrightarrow{t, p, kat} \text{C}_2\text{H}_6$

Из уравнения реакции видно, что из 1 моль этилена образуется 1 моль этана. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$\nu(\text{C}_2\text{H}_4) : \nu(\text{C}_2\text{H}_6) = 1:1$

2. Рассчитаем молярную массу этана ($\text{C}_2\text{H}_6$), используя относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д. И. Менделеева ($A_r(\text{C}) = 12$, $A_r(\text{H}) = 1$):

$M(\text{C}_2\text{H}_6) = 2 \cdot A_r(\text{C}) + 6 \cdot A_r(\text{H}) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 = 30 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества ($\nu$) образовавшегося этана по формуле $\nu = m/M$:

$\nu(\text{C}_2\text{H}_6) = \frac{m(\text{C}_2\text{H}_6)}{M(\text{C}_2\text{H}_6)} = \frac{45 \text{ г}}{30 \text{ г/моль}} = 1.5 \text{ моль}$

4. Согласно стехиометрическому соотношению в уравнении реакции, количество вещества этилена, вступившего в реакцию, равно количеству вещества образовавшегося этана:

$\nu(\text{C}_2\text{H}_4) = \nu(\text{C}_2\text{H}_6) = 1.5 \text{ моль}$

5. Рассчитаем объем этилена при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) — это константа, равная $22.4 \text{ л/моль}$. Объем газа находим по формуле $V = \nu \cdot V_m$:

$V(\text{C}_2\text{H}_4) = \nu(\text{C}_2\text{H}_4) \cdot V_m = 1.5 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 33.6 \text{ л}$

Ответ: объем этилена, вступившего в реакцию, составляет 33,6 л.